易于合成无形/晶体Ni-Fe thiophenedicarboxylate协调聚合物纳米带,用于高效的水氧化
Yuzhen Zhang1, Huajun Zhou1, Peihua Zhao2
1School of Materials Science and Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, PR China; Shanxi Key Laboratory of Efficient Hydrogen Storage & Production Technology and Application, North University of China, Taiyuan 030051, PR China.
Journal of colloid and interface science
|March 26, 2024
概括
开发新的非贵金属电催化剂,通过水分解有效生产气至关重要. 这项研究引入了一种新方法,用于合成具有出色的氧化演化反应性能和稳定性的二维Ni-Fe金属有机框架 (MOF).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 氧化演化反应 (OER) 是通过水分裂产生的关键瓶.
- 开发高效,稳定和成本效益的OER非贵金属电催化剂仍然是一个重大挑战.
- 金属有机框架 (MOF) 为催化应用提供可调节的结构和特性.
研究的目的:
- 开发一种用于在现场合成二维 (2D) 无形/晶体硫基Ni-Fe MOFs的新策略.
- 为了研究合成的Ni-Fe MOFs的OER性能和稳定性.
- 评估这些MOF在水电解应用中的潜力.
主要方法:
- 在Ni-Fe泡 (NFF) 上使用thiophene-2,5-dicarboxylic acid (TDC) 的2D Ni-Fe MOFs的现场生长.
- TDC充当腐蚀剂和连接体,促进Ni-Fe硫基碳酸盐 (NiFe-TDC) 纳米带的形成.
- 在性和海水电解质中对OER性能进行电化学表征,并组装水电解细胞.
主要成果:
- 合成的NiFe-TDC$_{0.05}$表现出极好的OER性能,超电位低 (224 mV在10 mA cm$^{-2}$和256 mV在100 mA cm$^{-2}$).
- 电催化剂表现出卓越的稳定性,在100mA cm$^{-2}$下连续运行100小时.
- 在1.78V的低电压下,NiFe-TDC$_{0.05}$ Pt/C水电解电池实现了100mA cm$^{-2}$的电流密度.
结论:
- 在现场的增长战略成功地生产了具有协同作用的Ni和Fe效应的2DNi-FeMOF,用于增强OER.
- 开发的NiFe-TDC$_{0.05}$材料显示出作为水分裂的高效和稳定的电催化剂的巨大潜力.
- 这项工作为准备高效氧化水的先进二维MOF提供了新的途径.
